Gaz kromatografisi, hareketli faz olarak gazın kullanıldığı bir kromatografi çeşididir. Kromatografik ayrımda maddeler, birbirine karışmayan iki faz arasında dağılırlar. Bu fazlardan biri hareketli, diğeri ise sabit fazdır. Karışımda bulunan her maddenin hareket hızı, dağılım katsayısına bağlı olarak belirlenir. Hareketli fazda daha çok dağılan maddeler daha hızlı hareket ederken, sabit fazda daha fazla dağılan maddeler daha yavaş hareket ederler. Sabit faz, kolon adı verilen, birbirine yakın gözenekli partiküllerden oluşur. Hareketli faz ise bu partiküller arasındaki boşluğu doldurur. Hareketli faz, kolon boyunca maddeleri sürükler. Kolondan çıkan her bir maddenin konsantrasyon profiline "pik" adı verilir. Piklerin oluşturduğu tabloya ise "kromatogram" denir. Gaz kromatografisi, kimya alanında uçucu maddeler ve gazların analizi ve ayrılmasında yaygın bir yöntem olarak kabul edilmektedir. Kromatografinin en çok kullanıldığı alanlar kantitatif analizdir. Kromatografik pik altındaki alan, mevcut madde miktarına karşılık gelir. Pik alanları genellikle elektronik bilgisayar veri sistemi ile ölçülmektedir. Kalitatif analizde ise maddelerin bilinen alınma süreleri ile karşılaştırma yapılır. Ancak yalnızca GC ile gerçekleştirilen kalitatif analiz, maddelerin kimlik tayini için tek başına yeterli olmayabilir ve başka yöntemlerle desteklenmelidir.

Taşıyıcı gazın saflık derecesinin yüksek olması, dedektör hassasiyetini artırır. Dedektör (ECD-FID), Autosampler, Enjeksiyon, Kolon ve kolon fırını olmak üzere beş ana bölümden oluşur.

Gaz kromatografisinde FID (Flame Ionization Detector) ve ECD (Electron Capture Detector) olmak üzere iki ana dedektör sistemi bulunur. FID, stabilite ve tekrarlanabilirlik açısından en sık tercih edilen dedektör türüdür. Kararlılığından ve yüksek hassasiyetinden dolayı en çok kullanılan dedektör yöntemidir. Ayrıca kütle akış hızına da oldukça duyarlıdır. Kolondan çıkan organik maddeler, hidrojen alevinde yakılarak iyonlaştırılır. Ortaya çıkan pozitif yüklü iyonlar, dedektörde akım farklılığına sebep olur. Meydana gelen akım, birim zaman içinde alevden geçen karbon miktarı ile doğru orantılıdır.

Laboratuvar ortamında Shimadzu GC 2010 PLUS cihazı kullanılmaktadır. Bu cihaz, Autosampler, Enjeksiyon, Kolon fırını, Kolon ve Dedektör (FID-ECD) olmak üzere beş ana bölümden oluşur.

Kolonlar, kromatografik ayrımın gerçekleştiği bölümlerdir. Farklı yöntemler için farklı şekil ve uzunlukta kolonlar kullanılır ve bu kolonlar sıcaklık değişimini sağlar.

Enjeksiyon bloğu S-SL (Split, splitless) ve PTV (Programmable Temperature Vaporizer) olmak üzere iki ana bölümden oluşur. S-SL enjeksiyonu, kolona örnek transferi sağlar. PTV enjeksiyonu ise splitless ya da split çalışmada enjeksiyon sırasında sıcaklık değişimini sağlar.

Gaz kromatografisi, C-H bağı içeren tüm bileşiklere duyarlıdır. Ancak yalnızca kükürt bileşikleri, azot oksitleri, su ve amonyağa karşı duyarsızdır. FID dedektörü ile Pentan, Metan, n-Pentan, Propan, Butan, Etan, n-Butan ve C8 kadar olan diğer hidrokarbon gazları belirlenebilir.

ECD, sinyal artışının yerine sinyal kaybını ölçer. Taşıyıcı gaz genellikle azot olup, radyoaktif bir ortamdan geçerken iyonize olur. ECD'nin hassasiyeti, azotlu ve halojenli bileşiklere karşı yüksek, hidrokarbonlara ve alkollere karşı ise düşüktür. Dedektörde algılanan akım, elektriksel sinyale çevrilir ve bu sinyaller ölçekli bir şerit kağıda kaydedilir.

Gaz kromatografisinde ayrımın net bir şekilde tekrarlanabilmesi için üç bölümün sıcaklığının ayrı ayrı kontrol edilmesi gerekir. Bu bölümler:

Gaz kromatografisi, bir örneğin içindeki uçucu maddelerin miktarını belirlemekte kullanılır. Her bir pik, ayrı bir maddeyi gösterir. Bu, gaz kromatografisinin en önemli özelliklerinden biridir. Bir maddenin saf olup olmadığını araştırmak için kullanılır; eğer madde birden fazla pik veriyorsa saf değildir. Piklerin altındaki alanların oranı, yabancı madde karışımının oranını gösterir.

Gaz kromatografisi, yeni geliştirilen bir metodun duyarlılığının araştırılmasında da kullanılır.

Günümüzde gaz kromatografisi:

Atık yağ, atık, katı atık, su ve temiz su örneklerinde düşük oranlarda hidrokarbonların ve minerallerin belirlenmesi amacıyla analiz ve ayrım için kullanılır.

Nicel ve nitel olarak daha duyarlı sonuçların elde edilebilmesi için yorumların kullanılması da önemlidir.

Kolon fırını, hızlı ısıtma, yüksek ısıl kararlılık, hava sirkülasyonu ve homojen sıcaklık dağılımı sağlar. Bu durum, analizin performansını ve kromatografik piklerin doğruluk derecesini artırır.

Gaz kromatografi cihazı, gaz örneğinin enjektör yardımıyla veya doğrudan tıptan cihaza verilmesi için tasarlanmıştır. Serbest haldeki gazların yanı sıra tutulan (adsorbe edilen) gazların bileşim ve miktarını belirler.